由聚乙烯作为基体的多孔含油润滑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及润滑材料技术领域，具体的说是一种由聚乙烯作为基体的多孔含油润滑材料及其制备工艺和用途。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断发展，人们对社会产品质量的要求也越来越高，这也对工业以及生活用品生产提出了更高的标准，由此，掀起了工业革命，工业革命也带动了设备的技术升级。生产设备的磨损问题也随之而来，润滑的效果决定了设备的使用寿命。
[0003]摩擦副在机械设备中有广泛的应用，摩擦副的润滑效果是设备使用寿命的重要影响因素。纺织机械、机器人、航天航空、印刷设备等对环境要求较苛刻，同时实现摩擦副的长寿命至关重要。
[0004]机械设备中摩擦副的润滑效果直接影响设备的使用寿命和产品质量。纺织设备、印刷设备等体积较大，内部构造复杂且可用空间较小，尤其对内部有杆连接的摩擦部件实现其良好润滑是困扰各大厂家的一道难题。目前，常用的润滑解决方案有:定期对机械设备进行人工润滑油脂的加注或设计供油系统。以上两种润滑方式使用比较普遍，但也存在很大的问题:第一，定期地加注润滑油脂比较繁琐，而且会增大设备的维护成本;第二，对于一些特殊的部位难以直接加注润滑油脂;第三，油量过多时，易吸附灰尘，或者出现滴漏现象，影响设备使用寿命，污染在制产品；第四，在机械设备工作中，温度升高会使润滑油脂粘度降低，致使润滑油脂出现滴漏现象，造成设备环境以及在制品的污染;第五，设计供油系统会很大程度增加设计难度及生产成本。
[0005]近年来，多孔含油自润滑材料的出现解决了一部分上述问题，但是，现有的多孔含油自润滑材料由于自身性能的限制，其内部微孔量和微孔的均匀度都不能实现均一保证，自润滑材料本身强度较低以及与基体的结合力较差，会降低材料的强度、韧性和耐磨性。同时，多孔含油自润滑材料对于摩擦部件需要大量润滑油进行持续润滑的问题依旧不能解决。
【发明内容】
[0006]本发明的目的为:通过简单的制备工艺制备一种内部具有丰富的多孔结构，能够在工作状态下连续稳定地提供润滑油，并兼具耐磨损、抗冲击、耐化学腐蚀、耐低温等优异性能的多孔含油润滑材料，并用该材料对摩擦副进行持续供油。
[0007]为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为:由聚乙烯作为基体的多孔含油润滑材料，按照重量份数计，所述的多孔含油润滑材料包括以下组分:聚乙烯30?94份、润滑油5?60份、固体润滑剂I?10份，其中，聚乙稀的平均分子量为3CK1000万。
[0008]所述的润滑油为矿物油、半合成油或合成油中的至少一种，且润滑油在40°C时的黏度为5?5000厘斯。
[0009]所述的固体润滑剂为石墨、二硫化钼、脂肪酸盐或聚四氟乙烯中的至少一种。
[0010]—种由聚乙烯作为基体的多孔含油润滑材料，按照重量份数计，所述的多孔含油润滑材料包括以下组分:聚乙烯30?45份、润滑油45?60份、固体润滑剂I?10份，其中，所述的固体润滑剂包括脂肪酸盐。
[0011]—种由聚乙烯作为基体的多孔含油润滑材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤一、按重量份数，依次取30?94份聚乙烯、5?60份润滑油和I?10份固体润滑剂，
充分搅拌后，得到混合物；
步骤二、将步骤一制得的混合物装入模具中，并将模具置于0.1?5MPa压力下进行预压制，保压1min后卸压，再于0.5?20MPa压力下进行压制成型，保压5?1min，即得到成型物(含模具);
步骤三、将步骤二制得的成型物(含模具)放入温度为50?80°C的烧结炉内进行预热20min，之后，以5?15°C/min的升温速率控制烧结炉升温至120?130°C，然后，再以8?20°C/min的升温速率控制烧结炉升温至145?200°C，保温10?150min，之后，冷却至室温，并进行脱模，即得多孔含油润滑材料。
[0012]—种利用由聚乙烯作为基体的多孔含油润滑材料进行摩擦副润滑的方法，包括将多孔含油润滑材料裁切、加工成润滑型材的步骤;将润滑型材通过固定辅件设置为与待润滑的摩擦副呈部分接触的步骤;通过润滑型材和摩擦副之间的接触为摩擦副进行持续供油。
[0013]—种由聚乙烯作为基体的多孔含油润滑材料进行再充油的方法，包括将多孔含油润滑材料通过供油介质与补给油池连接的步骤，该步骤中，补给油池通过供油介质将其内存储的润滑油补给给多孔含油润滑材料。
[0014]所述的供油介质为由阀门控制的管道、海绵体或由多孔含油润滑材料制成的供油通道中的任意一种。
[0015]有益效果:
1、本发明的多孔含油润滑材料，由于其内部丰富的多孔结构，能够吸附并储存润滑油，在工作状态时又能够在温度和压力的作用下连续稳定地提供润滑油，从而可以保证设备长时间不更换润滑油，也依然具有优异的润滑性能，同时，也不会出现油量过多吸附灰尘或者滴油等现象。在一定程度上，延长了设备的使用寿命，避免了设备及在制产品的污染。
[0016]2、本发明的制备工艺操作简单，成本低廉，实用性强。使用聚乙烯和润滑油均匀混合后先压制成型，再烧结的方式，使成品内部具有更大的比表面积，能够通过自身储存更多的润滑油，具有更尚的含油量。
[0017]3、本发明在将混合物装入模具内后，采用多次加压的压制方式有利于排出由于模具装料混入的气体，使材料内部结构更加均一，在二次加压的过程中增加材料的强度，保证多孔含油润滑材料内部微孔分布和微孔孔径的均匀性。
[0018]4、在材料烧结过程中，由于模具和材料的传热系数不同，直接升温加热会导致材料内部温度升高不同步，影响材料性能。本发明采用预热以及保温的方式能够很好地使材料内部温度达到一致，并进一步排出材料内部气体，保持材料内部温度均一和材料性能的稳定变化;缓慢升温至120?130°C后保温一段时间，可排出材料中混入的水分;之后快速升温，并具体选择在145?200°C温度范围内进行烧结，可以保证多孔含油润滑材料的基材处于熔融状态，能够使聚乙烯的分子结构和分子聚集形态发生变化，避免氧化和降解，从而使多孔含油润滑材料具有更优异的物理性能，并能够更好地控制材料内部微孔结构。经过测定，本发明的多孔含油润滑材料其摩擦系数降低至0.030，材料内部微孔孔径可以控制在ιμπι左右。
[0019]5、本发明的多孔含油润滑材料具体采用石墨、二硫化钼、脂肪酸盐(如月桂酸钙、辛酸钙等)或聚四氟乙烯至少其中之一作为固体润滑剂。固体润滑剂自身具有的较低的摩擦系数，可使多孔含油润滑材料具有一定的抗磨耐压能力。同时，由于固体润滑剂的熔点与聚乙烯黏流温度相差较大，在其作为助剂参与多孔含油润滑材料的基体材料混合成型过程中，当温度升高一定温度后，固体润滑剂能够在材料内部形成不同的形态，影响聚乙烯分子链之间作用力，打扰了聚乙烯分子链正常的相互缠结，改变材料内部原来分子链的排列与堆砌结构。使多孔含油润滑材料的聚集态结构发生变化，呈均匀排布，促使分子链间产生较大空隙，在没有较大外界作用力情况下，材料内部分子链结构非原态排列，形成了孔结构。
[0020]6、本发明的多孔含油润滑材料具有耐磨损性好、抗冲击性优良、耐低温、耐低温开裂、负载能力强，生物相容性、憎水性好、可加工性强等优异的物理化学性能。
[0021]7、本发明的多孔含油润滑材料内部的多孔结构能够储存润滑油，能够通过接触转移实现对摩擦副的持续供油，相比于普通润滑方式，不需要另外对摩擦副补给润滑油。同时，能够实现长寿命润滑，无需加注润滑油，安装或替换方便，能够很好的避免润滑油脂滴漏带来的工作环境以及在制品的污染，并且能够节省空间，大大降低了设备生产成本，还具有低损耗、绿色环保等优点。
[0022]8、本发明对摩擦副的润滑方式可适用于各种机械设备中，能够针对各种不同形式的摩擦副，设计出不同的润滑方案对其进行润滑，具有占用空间小，使用寿命长等优点。对于齿轮、杆式、链条等形式的摩擦副有良好的润滑效果。
[0023]9、本发明中的补给油池能够通过供油介质对多孔含油润滑材料进行供油润滑后的油量补给。能够实现持久润滑，无需更换润滑材料。同时能够很好的避免润滑油脂滴漏带来的对工作环境以及在制品的污染，降低设备生产成本。
【附图说明】
[0024]图1为